西門子PLC模塊6ES7214-1BG40-0XB0

交流電源接線安裝如圖42所示,。說明如下：

　　1用一個(gè)單極開關(guān)a將電源與CPU 所有的輸入電路和輸出(負(fù)載)電路隔開。

　　2用一臺(tái)過流保護(hù)設(shè)備b以保護(hù)CPU 的電源輸出點(diǎn)以及輸入點(diǎn)，也可以為每個(gè)輸出點(diǎn)加上保險(xiǎn)絲,。

　　3當(dāng)使用Micro PLC 24VDC 傳感器電源c時(shí)可以取消輸入點(diǎn)的外部過流保護(hù),，因?yàn)樵搨鞲衅麟娫淳哂卸搪繁Ｗo(hù)功能。

　　4將S200 的所有地線端子同*近接地點(diǎn)d相連接以提高抗干擾力,。所有的接地端子都使用14 AWG或1.5mm2 的電線連接到獨(dú)立接地點(diǎn)上(也稱一點(diǎn)接地),。

未分配模塊的輸入 / 輸出繼電器區(qū)以及未使用 1 ： 1 鏈接時(shí)的鏈接繼電器區(qū)等均可作為內(nèi)部輔助繼電器使用。根據(jù)程序設(shè)計(jì)的需要,，應(yīng)合理安排PLC 的內(nèi)部輔助繼電器,，在設(shè)計(jì)說明書中應(yīng)詳細(xì)列出各內(nèi)部輔助繼電器在程序中的用途,，避免重復(fù)使用,。參閱有關(guān)操作手冊(cè),。

（ 3 ）分配定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器

PLC 的定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器數(shù)量分別見有關(guān)操作手冊(cè)。

7.3 PLC 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法及步驟

7.3.1 PLC 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法

在了解了 PLC 程序結(jié)構(gòu)之后,，就要具體地編制程序了,。編制 PLC 控制程序的方法很多，這里主要介紹幾種典型的編程方法,。

@
圖解法編程

圖解法是靠畫圖進(jìn)行 PLC 程序設(shè)計(jì),。常見的主要有梯形圖法、邏輯流程圖法,、時(shí)序流程圖法和步進(jìn)順控法,。

(1) 梯形圖法：梯形圖法是用梯形圖語言去編制 PLC 程序。這是一種模仿繼電器控制系統(tǒng)的編程方法,。其圖形甚至元件名稱都與繼電器控制電路十分相近,。這種方法很容易地就可以把原繼電器控制電路移植成 PLC 的梯形圖語言,。這對(duì)于熟悉繼電器控制的人來說,，是的一種編程方法。

(2) 邏輯流程圖法：邏輯流程圖法是用邏輯框圖表示 PLC 程序的執(zhí)行過程,，反應(yīng)輸入與輸出的關(guān)系,。邏輯流程圖法是把系統(tǒng)的工藝流程，用邏輯框圖表示出來形成系統(tǒng)的邏輯流程圖,。這種方法編制的 PLC 控制程序邏輯思路清晰,、輸入與輸出的因果關(guān)系及聯(lián)鎖條件明確。邏輯流程圖會(huì)使整個(gè)程序脈絡(luò)清楚,，便于分析控制程序,，便于查找故障點(diǎn)，便于調(diào)試程序和維修程序,。有時(shí)對(duì)一個(gè)復(fù)雜的程序,，直接用語句表和用梯形圖編程可能覺得難以下手，則可以先畫出邏輯流程圖,，再為邏輯流程圖的各個(gè)部分用語句表和梯形圖編制 PLC 應(yīng)用程序,。

(3) 時(shí)序流程圖法：時(shí)序流程圖法使首先畫出控制系統(tǒng)的時(shí)序圖（即到某一個(gè)時(shí)間應(yīng)該進(jìn)行哪項(xiàng)控制的控制時(shí)序圖）,，再根據(jù)時(shí)序關(guān)系畫出對(duì)應(yīng)的控制任務(wù)的程序框圖，后把程序框圖寫成 PLC 程序,。時(shí)序流程圖法很適合于以時(shí)間為基準(zhǔn)的控制系統(tǒng)的編程方法,。

(4) 步進(jìn)順控法：步進(jìn)順控法是在順控指令的配合下設(shè)計(jì)復(fù)雜的控制程序。一般比較復(fù)雜的程序,，都可以分成若干個(gè)功能比較簡(jiǎn)單的程序段,，一個(gè)程序段可以看成整個(gè)控制過程中的一步。從整個(gè)角度去看,，一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的控制過程是由這樣若干個(gè)步組成的,。系統(tǒng)控制的任務(wù)實(shí)際上可以認(rèn)為在不同時(shí)刻或者在不同進(jìn)程中去完成對(duì)各個(gè)步的控制。為此,，不少 PLC 生產(chǎn)廠家在自己的 PLC 中增加了步進(jìn)順控指令,。在畫完各個(gè)步進(jìn)的狀態(tài)流程圖之后，可以利用步進(jìn)順控指令方便地編寫控制程序,。

2. 經(jīng)驗(yàn)法編程

經(jīng)驗(yàn)法是運(yùn)用自己的或別人的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì),。多數(shù)是設(shè)計(jì)前先選擇與自己工藝要求相近的程序，把這些程序看成是自己的“試驗(yàn)程序",。結(jié)合自己工程的情況,，對(duì)這些“試驗(yàn)程序"逐一修改，使之適合自己的工程要求,。這里所說的經(jīng)驗(yàn),，有的是來自自己的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，有的可能是別人的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),，就需要日積月累,，善于總結(jié)。

3. 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)編程

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是通過 PLC 編程軟件在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行程序設(shè)計(jì),、離線或在線編程,、離線仿真和在線調(diào)試等等。使用編程軟件可以十分方便地在計(jì)算機(jī)上離線或在線編程,、在線調(diào)試,，使用編程軟件可以十分方便地在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行程序的存取、加密以及形成 EXE 運(yùn)行文件,。

　　5本機(jī)單元的直流傳感器電源可用來為本機(jī)單元的直流輸入e,，擴(kuò)展模塊f，以及輸出擴(kuò)展模塊g供電,。傳感器電源具有短路保護(hù)功能,。

　　6在安裝中如把傳感器的供電M端子接到地上h可以抑制噪聲。

　　2 2 直流電源安裝如圖43所示。說明如下：

　　1用一個(gè)單極開關(guān)a,，將電源同CPU 所有的輸入電路和輸出(負(fù)載)電路隔開,。

　　2用過流保護(hù)設(shè)備b、c,、d,，來保護(hù)CPU 電源、輸出點(diǎn),，以及輸入點(diǎn),。或在每個(gè)輸出點(diǎn)加上保險(xiǎn)絲進(jìn)行過流保護(hù),。當(dāng)使用Micro 24VDC 傳感器電源時(shí)不用輸入點(diǎn)的外部過流保護(hù),。因?yàn)閭鞲衅麟娫磧?nèi)部具有限流功能。

　　3用外部電容e來保證在負(fù)載突變時(shí)得到一個(gè)穩(wěn)定的直流電壓,。

　　4在應(yīng)用中把所有的DC 電源接地或浮地f（即把全機(jī)浮空,，整個(gè)系統(tǒng)與大地的絕緣電阻不能小于50兆歐）可以抑制噪聲，在未接地DC 電源的公共端與保護(hù)線PE之間串聯(lián)電阻與電容的并聯(lián)回路g ,，電阻提供了靜電釋放通路,，電容提供高頻噪聲通路。常取R=1M ,，C=4700pf,。

　　5將S200 所有的接地端子同*近接地點(diǎn)h連接，采用一點(diǎn)接地,，以提高抗干擾力,。

　　624V 直流電源回路與設(shè)備之間，以及120/230V交流電源與危險(xiǎn)環(huán)境之間,，必須進(jìn)行電氣隔離

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是通過 PLC 編程軟件在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行程序設(shè)計(jì),、離線或在線編程、離線仿真和在線調(diào)試等等,。使用編程軟件可以十分方便地在計(jì)算機(jī)上離線或在線編程,、在線調(diào)試，使用編程軟件可以十分方便地在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行程序的存取,、加密以及形成 EXE 運(yùn)行文件。

隨著工業(yè)自動(dòng)化水平的不斷提升,，PLC所占據(jù)的地位可以說功不可沒,，雖然PLC是專為工業(yè)應(yīng)用而設(shè)計(jì)，硬件設(shè)計(jì)有*的安全性和穩(wěn)定性,，但是不乏一些自然原因和人為因素導(dǎo)致PLC損壞,，不能正常使用。PLC的價(jià)格少則幾百，多則上萬,，所以從節(jié)省開支方面講,，PLC損壞后還是具有一定的維修價(jià)值。

如何來實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能呢,？主要分以下幾步來實(shí)現(xiàn),。 、建立變量,，除了建立需要存儲(chǔ)模擬量模塊采樣過來的溫度值外,，另外還需要建立一個(gè)顯示們溫度的變量，和一個(gè)放指針的變量,。比如說們有十路溫度需要顯示,，那么們需要建立十二個(gè)變量。對(duì)于這個(gè)指針的變量選擇,，數(shù)據(jù)類型們可以選擇“INT"的數(shù)據(jù)類型,。其的變量數(shù)據(jù)類型，可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇,。 第二,、對(duì)變量進(jìn)行組態(tài)。在變量里面選擇溫度值,，然后在其屬性里面選擇“指針化",，在里面啟用指針化功能，索引變量選擇們這個(gè)“溫度值指針"的變量,，而后每一個(gè)索引值對(duì)應(yīng)一個(gè)溫度值

PLC的維修技術(shù),，不單是PLC硬件上的修復(fù)，還有PLC外圍線路以及軟件的相互配合,，再者,，PLC不像單片機(jī)那樣，是單一的芯片,，加上少量電路就能工作,，修復(fù)相對(duì)簡(jiǎn)單。PLC內(nèi)部集成了CPU,，存儲(chǔ)器,，I/O電路，通訊電路,，開關(guān)電源等,，是各部分協(xié)調(diào)工作，因此,，單就PLC硬體上的維修,，具有一定的學(xué)問,。
PLC型號(hào)眾多，但內(nèi)部大同小異,，原理基本一樣,。今天就以西門子S7-200PLC為例，談?wù)凱LC硬件維修的一些思路和方法,，不但對(duì)工控初級(jí)維修師傅有指導(dǎo)性的幫助,此文也對(duì)PLC初學(xué)者更好的理解PLC這門理論,，有積極的幫助

西門子PLC模塊6ES7214-1BG40-0XB0

S7-400H冗余控制器概述
H(高可靠性)系統(tǒng)是應(yīng)用在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域中一種能夠滿足經(jīng)濟(jì)、環(huán)保,、節(jié)能的高度自動(dòng)化系統(tǒng),，系統(tǒng)能夠通過將發(fā)生中斷的單元自動(dòng)切換到備用單元的方法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的不中斷工作。S7-400H是西門子提供的冗余PLC,，它通過部件的冗余實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高可用性,。作為SIMATIC S7家族的一員， S7-400H擁有SIMATIC S7所具有的*性,。

1.1 S7-400H冗余系統(tǒng)典型的硬件

圖1 典型的S7-400H冗余系統(tǒng)

一個(gè)典型的冗余系統(tǒng)中包括：
(1) 1個(gè)UR2-H機(jī)架(或者2個(gè)獨(dú)立的UR1/UR2機(jī)架)
(2) 2個(gè)S7-400H CPU模塊()
(3) 2個(gè)PS407電源模塊(也可以選擇2×2的冗余配置)
(4) 2根同步光纖和4個(gè)同步模塊
(5) 2個(gè)相同大小的RAM存儲(chǔ)卡
(6) 2個(gè)CP443-1以太網(wǎng)通訊模塊(如果不需要以太網(wǎng)通訊功能可以不配置)
(7) 每個(gè)電源模塊配備1-2塊后備鋰電池

1.2 組態(tài)S7-400H站的軟件
在本文示例項(xiàng)目中,，組態(tài)相應(yīng)版本的S7-400H冗余控制器時(shí)，所安裝軟件環(huán)境為：
Windows XP Professional SP3,，STEP 7 V5.4.4.6 (STEP 7 V5.4 SP4 Hotfix6 ) ,。
對(duì)于在冗余系統(tǒng)中S7-400H冗余控制器的硬件和軟件的兼容性問題以及有關(guān)注意事項(xiàng)請(qǐng)參考冗余系統(tǒng)中S7-400H冗余控制器的兼容性一文

2. 在Step 7中組態(tài)S7-400H站
下面本文將以實(shí)際例子的形式來介紹S7-400H站的組態(tài)過程。

2.1硬件安裝
表2： 示例主要硬件組成

（1）安裝機(jī)架UR2-H,。
（2）在機(jī)架上安裝PS407電源模塊,，在電池槽內(nèi)放入2塊鋰電池，撥碼撥到2BATT,。
（3）設(shè)置冗余CPU的機(jī)架號(hào),，安裝冗余CPU到機(jī)架。
CPU V3版本,，通過同步子模板上的開關(guān)設(shè)置,；
CPU V4以上版本，通過CPU 背板上的開關(guān)設(shè)置,；
本實(shí)例中的CPU為6ES7 414-4HJ04-0AB0 機(jī)架號(hào)設(shè)置在CPU的背面,，將左手邊CPU的機(jī)架號(hào)設(shè)為0（撥碼撥到下方），右手邊CPU的機(jī)架號(hào)設(shè)為1（撥碼撥到上方）,，CPU通電后此機(jī)架號(hào)生效,。
（4）將同步子模板插到CPU前面板的兩個(gè)IF插槽中，并固定,。
（5）連接同步光纜,。
將兩個(gè)位于上部的同步子模板相連；
將兩個(gè)位于下部的同步子模板相連,；
在打開電源或啟動(dòng)系統(tǒng)之前要確保CPU的同步光纜已經(jīng)連接,，同步光纖的連接如圖2所示。

圖2 S7-400H 同步光纖的連接

（6）安裝CP443-1以太網(wǎng)網(wǎng)卡,。同時(shí)利用網(wǎng)線將2個(gè)安裝好的CP443-1以太網(wǎng)網(wǎng)卡以及安裝有Step 7或者PCS 7的電腦連接到一個(gè)交換機(jī)上,，完成硬件互聯(lián)。
（7）通電后CPU自檢查,。
CPU*次通電時(shí),，將執(zhí)行一次RAM 檢測(cè)工作，約需10分鐘,。這段時(shí)間內(nèi)CPU 不接收通過通訊接口傳來的數(shù)據(jù),，并且STOP LED 燈閃爍。如果有備用電池,，再次通電時(shí)不再做此項(xiàng)檢查工作,。
（8）啟動(dòng)CPU，將CPU撥碼撥到RUN狀態(tài),，此刻兩CPU保持STOP,。

2.2硬件組態(tài)
1．首先雙擊“SIMATIC Manager"圖標(biāo)，打開SIMATIC Manager并新建一個(gè)S7-400H的單項(xiàng)目,，在項(xiàng)目中插入一個(gè)“SIMATIC H Station",，插入結(jié)束，左側(cè)樹形目錄下會(huì)出現(xiàn)一個(gè)“SIMATIC H Station(1)",，操作如下圖所顯示,。

圖